DE432254C - Dampfturbine mit Zwischenueberhitzung des Dampfes - Google Patents

Description

Bei mehrstufigen Turbinen zeigen sich häufig in der oder den letzten Stufen Zerstörungserscheinungen der Laufschaufeln, die auf das Niederschlagen von Wasser tröpfchen zurückzuführen sind, die sich bei der Abkühlung des Danipfes gebildet haben. Um nun einerseits diese Zerstörungen zu vermeiden, anderseits aber auch den Wirkungsgrad der Turbine durch Verminderung der Reibungsarbeit und durch Besserung des Dampfzustandes zu erhöhen, ist bereits vorgeschlagen worden, entweder die einzelnen Düsen mit einem Heizmantel zu umhüllen oder den Dampf vor seiner Weiterbenutzung in einer nachfolgenden Stufe in einen außerhalb der Turbine befindlichen Überhitzer zu leiten. Auch hat man vorgeschlagen, die Wände des Leitscheibenkörpers hohl auszubilden und mit Frischdampf zu heizen, so daß ein Niederschlagen des aus den Düsen tretenden Dampfes an diesen Wänden nicht stattfinden kann.

Diese bekannten Verfahren zur Wiederaufheizung des Dampfes haben jedoch in baulicher Hinsicht verschiedene Nachteile. Die unmittelbare Heizung der Düsenwände erschwert nämlich nicht nur die Herstellung der Düsen, sondern macht auch die Einschränkung der Düsenzahl bei vollbeaufschlagten Turbinenrädern notwendig. Die Außenheizung erfordert für den Dampfweg lange Strecken und führt mit den erforderlichen Anschlüssen zu den durch Feuergase beheizten Wiedererhitzern zu einer verwickelten bauliehen Anordnung der Turbine.

Die Heizung der Leitscheibenkörper in der bekannten Weise hat ferner den Nachteil, daß zwar ein Niederschlagen des Dampfes an den kühlen Begrenzungswänden, aber nicht die durch die Abkühlung des Dampfes eintretende Tröpfchenbildung verhindert wird. Zudem vergrößern die notwendigen Hohlräume in den Leitscheiben die Stärke derselben und damit die Baulänge der Turbine, was wieder eine Verstärkung der Welle und der Lager zur Folge hat.

Auch ist es bekannt, bei mehrstufigen Turbinen den aus dem Laufrad austretenden Dampf in allen Stufen vor seinem Eintritt in die nachfolgende Leitvorrichtung durch einen 5" im Gehäuseinnern angeordneten Erhitzer hindurchzuführen. Da jedoch eine Wiedererhitzung des Dampfes in allen Stufen, also auch in den Hochdruckstufen, vorgenommen ■ wird, so kann das angestrebte Ziel nicht erreicht werden, weil bei einer solchen Anordnung mehr Wärme verlorengeht, als durch die Erhitzung wieder gewonnen werden kann und sich daher eine schlechte Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Dampfes ergibt. Außerdem führt die Verwendung von Röhrenüberhitzern zwischen den einzelnen Stufen zur Verengung des Dampfdurchtrittes zwischen Laufschaufeln und nachgeschalteten Leitvorrichtungen, so daß infolge der dadurch verursachten Strömungswiderstände die Auslaßgeschwindigkeit aus den vorhergehenden Stufen nicht voll ausgenutzt werden kann.

Die Erfindung bezweckt nun, diese Nachteile dadurch zu vermeiden, daß bei Turbinen, deren letztes Laufrad oder deren letzten Laufräder im Durchmesser zu den vorhergehenden Lauf rädern erheblich vergrößert sind, oder bei Unterteilung der letzten Stufe oder der letzten Stufen in mehrere in derselben Turbine angeordnete, parallel geschaltete Stufenräder

Claims (1)

1. der Dampfweg zu diesen vergrößerten oder durch Teilung abgetrennten Stufen geheizt wird. Hierdurch wird Tropfenbildung in diesem verhältnismäßig langen Dampf weg und eine infolgedessen eintretende Zerstörung der nachfolgenden Schaufeln vermieden. Die Zwischenheizung der Turbine an dieser Stelle verbessert nicht nur den Dampfzustand, wodurch die Reibungsarbeit vermindert und der

   ίο Wirkungsgrad erhöht wird, sondern sie erfordert auch keinen besonderen Platz oder Verlängerung der vorhandenen Dampfwege, da diese bereits so lang sind, daß die Heizung genügend lange auf den Dampf einwirken j

   kann. Durch die Zwischenheizung wird über- ' haupt erst die Verwendung sehr großer Räder I oder die Teilung der Stufen am Ende der j Turbine ohne Verschlechterung des Wirkungsgrades und damit der wirtschaftliche Bau sehr

   zo großer Einheiten in einem Gehäuse möglich. Die Heizung selbst kann eine Oberflächenheizung sein, oder es können auch in dem Dampfweg in der Strömungsrichtung verlaufende Heizplatten angebracht sein, welche mit einem dampfbeheizten Gehäuseteil in Verbindung stehen und die Aufheizung des an ihnen vorbeifließenden Dampfes sowie dessen Trocknung durch ihre Wärmeausstrahlung bewirken. Natürlich können auch beide Heizungsarten gleichzeitig für die Wiederaufheizung Verwendung finden. Die Heizung ist besonders an denjenigen Wandungsteilen vorzunehmen, an die infolge der Fliehkraft die sich bildenden Wassertröpfchen geschleudert oder entlang geführt werden, so daß eine schnelle Verdampfung derselben stattfindet.

   Die Zeichnung zeigt beispielsweise eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes bei einer eingehäusigen Turbine, bei der die letzte Stufe unterteilt ist.

   Hierbei stellt Abb. 1 einen halben Längsschnitt durch die Tiyrbine und Abb. 2 einen Querschnitt durch das Gehäuse zwischen den beiden letzten Stufen dar.

   α ist der Hoch- und Mitteldruckteil der Turbine und b derjenige Raum, aus dem der gesättigte, schon zur Tropfenbildung neigende Dampf den beiden letzten, parallel geschalteten Stufen zugeführt wird. Diese Stufe ist in bekannter Weise in zwei parallel geschaltete Stufen aufgelöst, weil die großen Dampfmengen sich nicht mehr durch den Querschnitt eines Rades hindurchbringen lassen, da bei großen Leistungen das letzte Rad infolge der auftretenden großen Fliehkräfte nicht beliebig vergrößert werden kann.

   Der dem hinteren Rade c durch eine Umführung zugeführte Dampf wird durch einzelne, das Gehäuse ringförmig umgebende Kammern d geführt, die von einem Heizraum e umgeben sind. Der diesem Heizraum durch die öffnung/ zugeführte Heizdampf tritt aus den öffnungen g wieder aus diesem aus.

   Durch diese Anordnung wird der dem Rade c zugeführte Dampf nicht, wie dies sonst geschieht, noch weiter abgekühlt, so daß im Rade c sich Wassertropfen ausscheiden, die schnell zu einer Zerstörung der Schaufeln dieses Rades führen, sondern es wird der Dampf bei seiner Umführung durch die Heizvorrichtung so weit erwärmt, daß zum mindesten eine Abkühlung des Dampfes gegenüber seiner Temperatur im Räume b durch die Umführung nicht stattfindet.

   Die sich während der Umführung durch Prallwirkung ausscheidenden Tröpfchen werden gleichfalls durch diese Heizvorrichtung verdampft, so daß eine Ausscheidung von Tropfen im Rade c und damit eine Zerstörung der Schaufeln nicht stattfinden kann.

   Durch diese Anordnung wird es gefördert, Turbinen mit > sehr großer Leistung mit geteiltem Niederdruckteil zu bauen, ohne daß eine Zerstörung der Schaufeln der Niederdruckräder durch Tropfenbildung zu befürchten ist.

   Will man keine besonderen dampfumspülten Kanäle zur Umführung des Dampfes benutzen, so genügt es auch, daß vom Heizmantelteil ausgehende Rippen in die Umführungsleitung hineinragen, so daß infolge der Wärmeabgabe dieser Rippen der Dampf seine Wärme bei der Umführung behält oder bei der Umführung des Dampfes aus dem Raum b in den Raum d sich ausscheidende Wassertropfen wieder verdampfen können.

   Patent-A ν SPRU ch:

   Mehrstufige Turbine mit Zwischenüberhitzung des Dampfes, dadurch gekennzeichnet, daß bei erheblicher Vergrößerung des Durchmessers des letzten Laufrades oder der letzten Laufräder gegenüber den vorhergehenden Rädern oder bei Unterteilung der letzten Stufe oder Stufen in mehrere in demselben Turbinengehäuse angeordnete, parallel geschaltete Laufräder der Dampfweg zu diesen Lauf rädern mit vergrößertem Durchmesser oder durch Teilung abgetrennten Stufen geheizt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.